TP. 2

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Semestre 2– Modules : Physique 3– M11
Electrostatique, Electrocinétique
FILIERES : SMA et SMI
Semestre 2
Année universitaire 2015-2016
Réalisés par :
P
Pr r. . B BE EN NH HM MI ID DA A A Ab bd de el ll la at ti if f
P
Pr r. . R RE EZ ZZ ZO OU UK K A Ab bd de el ll la ah h
Mis en forme et corrigé par :
P
Pr r. . R RE EZ ZZ ZO OU UK K A Ab bd de el ll la ah h

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Fascicule TP en ligne :
Site : http://www.fsdmfes.ac.ma/ (voir ressources pédagogiques/filière SMA/SMI/S2)
TABLES DES MATIERES
- TP. 1 : Pont Wheatstone 3
- (Réalisé par le Pr. A. BENHMIDA, FSDM-FES-Dépt.Phys. En 2014/2015)
- TP. 2 : Oscilloscope cathodique 7
- (Réalisé par le Pr. A. BENHMIDA, FSDM-FES-Dépt.Phys. En 2014/2015)
- TP. 3. Charge et décharge d’un condensateur 15
- (conçu et réalisé par le Pr. A. REZZOUK, FSDM-FES-Dépt.Phys. En 2015/2016)

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TP. 1 : PONT DE WHEATSTONE
I. But.
Mesure des résistances inconnues par le Pont de Wheatstone.
II. Rappels.
II.1. Montage.
Les quatre résistances a, b, R et X sont reliées de façon à former un quadrilatère
(PGP’G’). Les points P et P’ sont reliés à une source de tension continue E et les points G et
G’ sont reliés par le galvanomètre g. Ce dispositif constitue le pont de Wheatstone.
r P
X
a
+ E
- G’ G
b R
K
P’
Figure 1.
II.2. Condition d’équilibre.
On fixe les valeurs des résistances a et b et on fait varier R jusqu’à ce que l’aiguille du
galvanomètre g soit à zéro.
Comme aucun courant ne passe dans le galvanomètre g, les résistances a et X d’une
part et b et R d’autre part, sont respectivement parcourues par les courants I et I’.
g

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Les points G et G’ sont au même potentiel, on peut donc écrire les différences de
potentiel entre G et P d’une part et G’ et P’ d’autre part comme suit :
a.I = X.I’ et b.I = R.I’.
D’où : X.b = a.R (1) et X = (a/b).R (2).
Lorsque l’aiguille du galvanomètre g est en zéro, le pont est dit en équilibre. La condition (1)
s’énonce : à l’équilibre, les produits des valeurs des résistances opposées sont égaux.
II.3. Mesure d’une résistance.
L’équation (2) montre que ce dispositif permet de déterminer une résistance inconnue
X grâce à trois résistances connues a, b et R.
Pour des valeurs quelconques des résistances a, b et R, l’aiguille du galvanomètre g
dévie à droite ou à gauche du zéro puisqu’il est parcouru par un courant non nul.
On fixe a et b et on fait varier R jusqu’à l’obtention de l’équilibre du pont.
II.4. Calcul de l’incertitude sur X.
Le calcul d’incertitude sur X se fait à partir de la formule (2). La différentielle
logarithmique de l’expression (2) donne alors :
R
dR
b
db
a
da
x
dx 
En passant aux valeurs absolues, il vient :
R
R
b
b
a
a
xx
.
Les erreurs sur a et b sont dues uniquement à l’erreur systématique donnée par le
constructeur. Alors que l’erreur sur R comporte une erreur systématique et une erreur
expérimentale :
exp
RRR sys 
.
En réalité, on n’arrive pas à obtenir l’équilibre rigoureux du pont pour deux raisons :
- La discontinuité des valeurs de R qui varient par pas. Le plus petit de ces pas est de 1 ,
R étant une boîte aoip de résistances à plusieurs décades multiple de 1, 10, 100, … .
- La sensibilité limitée du galvanomètre g.

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En pratique, on prendra les deux valeurs limites
inf
R
et
sup
R
:
inf
R
: est la plus grande valeur de R qui donne la plus petite déviation à gauche de
l’aiguille du galvanomètre g par rapport à zéro.
sup
R
: est la plus petite valeur de R qui donne la plus petite déviation de l’aiguille du
galvanomètre g à droite par rapport à zéro.
La valeur de R qu’on utilisera pour le calcul de X est :
2
supinf RR
RR m
et
exp
R
=
2
infsup RR 
.
I. Manipulation.
III.1. Matériel utilisé. (Voir Figure 1)
- Une résistance variable R à plusieurs décades montées en série.
- Deux résistances a et b à une seule décade.
- Un galvanomètre g à aiguille avec un bouton poussoir de sensibilité.
- Une source de tension continue (6 volts).
- Une résistance de protection r.
- Un interrupteur k.
III.2. Montage.
Réaliser le montage de la figure 1 avec la première résistance inconnue X1.
III.3. Mode opératoire.
- Mettre r à sa valeur maximale.
- Prendre deux valeurs de a et b telles que : a/b = 10.
- Prendre R à sa valeur minimale (toutes les décades à 0).
- Fermer le circuit en appuyant sur K brièvement (juste le temps d’observer le sens de la
déviation). On constatera que l’aiguille du galvanomètre dévie à gauche vers le (-) du
cadran.
- Prendre R à sa valeur maximale (toutes les décades à 10).